Регулятор давления газа непрямого действия

Устройство относится к области гидропневмоавтоматики и может быть использовано для регулирования давления природного газа на выходе газораспределительных станций с высоким входным давлением, для редуцирования газа с высокого давления на низкое давление. Устройство содержит цилиндрические корпуса 1 и 2 с коаксиально расположенными полостями входа 10 и выхода 9, клапан 3, седло 4 с неметаллическим уплотнительным кольцом 11, чувствительный элемент в виде поршня 6, жестко связанный с клапаном 3 и снабженный возвратной пружиной 5, поджимающей чувствительный элемент к седлу 4.

Устройство относится к области гидропневмоавтоматики и может быть использовано для регулирования давления природного газа на выходе газораспределительных станций.

Известен регулятор с командным давлением, выполненный в виде цилиндрического корпуса с полостями входа и выхода, содержащий клапан, чувствительный элемент в виде поршня, седло (см. патент US 6,006,780). Недостатком устройства является то, что при поступлении входного давления в регулятор требуется большое усилие на открытие клапана вследствие разницы площадей, действующих на клапан входного давления, что приводит к снижению чувствительности клапана.

Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является регулятор давления непрямого действия, выполненный в виде цилиндрических корпусов с коаксиально расположенными полостями входа и выхода, содержащий клапан в виде тонкостенной трубы, чувствительный элемент и седло (см. «Каталог технологического оборудования газораспределительных станций магистральных газопроводов», Москва, 1997, с.63, рис.46). Недостатком данного регулятора является сложность конструкции, связанная с введением дополнительной системы обогрева мембраны (чувствительного элемента), т.к. чувствительный элемент, представляющий собой резиновую мембрану, в процессе эксплуатации, под воздействием низких минусовых температур, утрачивает свои характеристики (прочностные и относительного удлинения), снижается его надежность и долговечность, точность регулирования.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции с одновременным повышением надежности и долговечности устройства, повышение его эксплуатационных характеристик, повышение точности при изменении температуры окружающей среды, обеспечение

поддержание высокой точности давления на выходе, независимо от расхода газа и давления газа на входе в регулятор.

Поставленная задача достигается за счет того, что регулятор давления газа непрямого действия, включающий в себя цилиндрические корпуса с коаксиально расположенными полостями входа и выхода, клапан, седло, чувствительный элемент в виде поршня, жестко связанный с клапаном, снабжен возвратной пружиной, поджимающей чувствительный элемент к седлу, а седло снабжено неметаллическим уплотнительным кольцом.

На фиг.1 представлен общий вид регулятора давления газа.

Регулятор давления газа непрямого действия содержит цилиндрические корпуса 1 и 2 с коаксиально расположенными полостями входа 10 и выхода 9, клапан 3, седло 4, возвратную пружину 5, поршень 6, полость выходного давления 7, полость управляющего давления 8.

Устройство работает следующим образом.

Регулятор давления газа непрямого действия работает с пилотным устройством (усилителем). Газ подводится во входную полость 10. В исходном положении клапан 3 закрыт возвратной пружиной 5. Цилиндрические корпуса 1 и 2 являются основными силовыми элементами, обеспечивающими прочностные характеристики регулятора. Для открытия регулятора пилотное устройство настраивают на заданное давление. В полость управляющего давления 8 подается управляющий газ и одновременно в полость выходного давления 7 -выходной газ. Поршень 6, жестко связанный с клапаном 3, перемещается влево, образуя кольцевую щель между клапаном 3 и седлом 4. Наличие неметаллического уплотнительного кольца в седле 4 при низких минусовых температурах и высокой влажности газа предотвращает примерзание клапана 3 к седлу 4. Наличие возвратной пружины 5 удерживает клапан в закрытом положении, предотвращая попадание газа в полость выхода 9. Редуцирование газа происходит за счет его дросселирования при прохождении через кольцевую щель. После запуска регулятора усилитель поднастраивается на заданный стационарный режим работы по выходному давлению, величина которого задана потребителем газа.

В случае снижения потребления газа в выходном трубопроводе давление увеличивается, при этом поршень 6 перемещается вправо, проходное дросселирующее сечение уменьшается, что снижает расход газа, восстанавливая требуемое давление газа на выходе. При уменьшении выходного давления (увеличении потребления газа) регулятор работает в обратном порядке.

Величина заданного потребителем выходного давления при необходимости может изменяться в широких пределах регулированием давления газа в управляющей полости 8, согласованная через пилот управления с давлением выходного газа, поступающего в полость 7 регулятора из полости выхода 9, причем пределы регулирования не зависят от жесткости пружины, а определяются площадью сечения кольцевой щели между клапаном 3 и седлом 4.

В предложенном регуляторе диаметр корпуса 1, в котором находится поршень 6, значительно больше (в два-три раза) диаметра клапана 3, поэтому даже при малых отклонениях давления газа в полости выхода 9 изменение усилия на поршень 6 становится достаточным, чтобы переместить регулирующий клапан 3 и восстановить заданное давление.

Таким образом, предложенная конструкция регулятора обеспечивает достаточную точность настройки, точность поддержания давления газа на выходе, обеспечивает надежность и долговечность устройства, обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Преимуществом предлагаемого устройства являются также удобство и простота в эксплуатации и ремонте.

Регулятор давления газа непрямого действия, включающий в себя цилиндрические корпуса с коаксиально расположенными полостями входа и выхода, клапан, седло, чувствительный элемент в виде поршня, жестко связанный с клапаном, отличающийся тем, что чувствительный элемент снабжен возвратной пружиной, поджимающей его к седлу, а седло снабжено неметаллическим уплотнительным кольцом.